TY - RPRT A1 - Vogl, Jochen A1 - Ostermann, Markus A1 - Becker, Dorit A1 - Janisch, N. T1 - Zertifiziertes Referenzmaterial ERM-AE104 bzw. BAM-I004 N2 - Dieser Bericht beschreibt die Zertifizierung einer synthetischen Isotopenmischung aus natürlicher und angereicherter Borsäure. Dieses Isotopen-ZRM liegt als konzentrierte, wässerige Borsäure-Lösung vor und ist bezüglich ihrer Isotopenzusammensetzung zertifiziert. Der Bor-Gesamtgehalt ist als Richtwert angegeben. Die Unsicherheiten sind erweiterte Messunsicherheiten mit k=2. Sie sind in Klammern angegeben und beziehen sich auf die letzten beiden Stellen. Das vorliegende Isotopen-ZRM ist bezüglich der Isotopenzusammensetzung mit erweiterten relativen Messunsicherheiten kleiner 0,08% zertifiziert. Die absolute, kombinierte Standardmessunsicherheit des prozentualen Stoffmengenanteils der Isotope (Isotopenhäufigkeit) liegt bei 0,014. In diesem Zertifizierungsbericht wird nur auf die Kapitel eingegangen, die abweichend vom bestehenden Zertifizierungsreport für die Referenzmaterialien BAM I001 bis BAM I003 sind und Einfluss auf die Endergebnisse haben. Dabei handelt es sich um die Kapitel 3.3, 3.4, 4, 6, 7 und 8, Die Kapitel 1, 2, 3, 3.1, 3.2, 5, 9 und 10 des alten Zertifizierungsberichts für die Referenzmaterialien BAM I001 bis BAM I003 behalten unverändert ihre Gültigkeit und sind nicht noch einmal aufgeführt worden. KW - Isotope KW - Kernkraftwerk KW - Bor PY - 2009 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-355786 SP - 1 EP - 9 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-35578 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Ostermann, Markus A1 - Herzel, Hannes A1 - Kühn, A. A1 - Mory, D. A1 - Wedell, R. T1 - Prozessanalytik mit Online-RFA und Online-LIBS für die Regelung der Aufarbeitung von Klärschlammaschen T1 - Online Process Analytics with XRF and LIBS for the Control of the Recycling of Sewage Sludge Ashes N2 - Es wurde ein Online-Analysenverfahren zur Bestimmung von Elementgehalten in Klär-schlammaschen und deren Produkten aus einem thermochemischen Verfahren entwickelt. Durch das thermochemische Verfahren können Wertstoffe aus den Aschen wieder für die Kreislaufwirtschaft nutzbar gemacht und Schadstoffe sicher entfernt werden. Das Analysensystem ist eine Methodenkombination von Online-Laser induzierter Plasma Spektroskopie (LIBS) und Online-Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA). Robustheit und modulare Bauweise des Verfahrens sind wichtige Anforderungen um auch für andere Anwendungen nutzbar zu sein. N2 - An online analysis method has been developed for the determination of element mass fractions in sewage sludge ashes and their products originating from a thermochemical process. Within this process resources from the sewage sludge ashes can be re-utilized for the recycling economy and pollutants can be removed. The applied analysis system is a method combination of Online-laser induced breakdown spectroscopy (LIBS) and online- X-ray fluorescence (XRF). Robustness and a modular construction are important demands for successful future applications. KW - Klärschlammasche KW - Phosphor KW - Prozessanalytik KW - Röntgenfluoreszenzanalyse KW - LIBS PY - 2016 DO - https://doi.org/10.1002/cite.201500186 SN - 1522-2640 VL - 88 IS - 6 SP - 786 EP - 792 PB - Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA CY - Weinheim, Germany AN - OPUS4-36334 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Lancaster, Shaun T. A1 - Sahlin, Eskil A1 - Oelze, Marcus A1 - Ostermann, Markus A1 - Vogl, Jochen A1 - Laperche, Valérie A1 - Touze, Solène A1 - Ghestem, Jean-Philippe A1 - Dalencourt, Claire A1 - Gendre, Régine A1 - Stammeier, Jessica A1 - Klein, Ole A1 - Pröfrock, Daniel A1 - Košarac, Gala A1 - Jotanovic, Aida A1 - Bergamaschi, Luigi A1 - Di Luzio, Marco A1 - D’Agostino, Giancarlo A1 - Jaćimović, Radojko A1 - Eberhard, Melissa A1 - Feiner, Laura A1 - Trimmel, Simone A1 - Rachetti, Alessandra A1 - Sara-Aho, Timo A1 - Roethke, Anita A1 - Michaliszyn, Lena A1 - Pramann, Axel A1 - Rienitz, Olaf A1 - Irrgeher, Johanna T1 - Evaluation of X-ray fluorescence for analysing critical elements in three electronic waste matrices: A comprehensive comparison of analytical techniques N2 - As the drive towards recycling electronic waste increases, demand for rapid and reliable analytical methodology to analyse the metal content of the waste is increasing, e.g. to assess the value of the waste and to decide the correct recycling routes. Here, we comprehensively assess the suitability of different x-ray fluorescence spectroscopy (XRF)-based techniques as rapid analytical tools for the determination of critical raw materials, such as Al, Ti, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Nb, Pd and Au, in three electronic waste matrices: printed circuit boards (PCB), light emitting diodes (LED), and lithium (Li)-ion batteries. As validated reference methods and materials to establish metrological traceability are lacking, several laboratories measured test samples of each matrix using XRF as well as other independent complementary techniques (instrumental neutron activation analysis (INAA), inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) and ICP optical emission spectrometry (OES)) as an inter-laboratory comparison (ILC). Results highlighted key aspects of sample preparation, limits of detection, and spectral interferences that affect the reliability of XRF, while additionally highlighting that XRF can provide more reliable data for certain elements compared to digestion-based approaches followed by ICP-MS analysis (e.g. group 4 and 5 metals). A clear distinction was observed in data processing methodologies for wavelength dispersive XRF, highlighting that considering the metals present as elements (rather than oxides) induces overestimations of the mass fractions when compared to other techniques. Eventually, the effect of sample particle size was studied and indicated that smaller particle size (<200 μm) is essential for reliable determinations. KW - XRF KW - WEEE KW - PCB KW - Battery KW - LED KW - Recycling PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-614060 DO - https://doi.org/10.1016/j.wasman.2024.10.015 VL - 190 SP - 496 EP - 505 PB - Elsevier B.V. AN - OPUS4-61406 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Rühlmann, Madlen A1 - Büchele, Dominique A1 - Schmid, Thomas A1 - Ostermann, Markus T1 - Development of an online-analysis technique for the determination of plant essential nutrients in soils using XRF and LIBS N2 - Currently, there is almost no comprehensive mapping of agricultural cropland because of the lack of fast and affordable mapping methods for important soil properties. Arable land of some hectares in size show a broad range of different nutrient compositions. Because of this heterogeneity wrong fertilization can occur and can cause environmental pollution or lead to smaller harvests and this is simply a waste of resources. The goal of I4S (intelligence for soil) is to develop an integrated system for site-specific soil fertility management. The I4S consortium consists of 10 different institutions, which are testing various sensors for their suitability for the requested applications. Besides the preparation of reference materials, the main task of the Federal Institute for Materials Research and Testing (BAM) in this project is the method development for online-XRF (x-ray fluorescence spectroscopy) and for online-LIBS (laser-induced breakdown spectroscopy) sensor systems. Both methods have the advantage that there is no or only little sample preparation necessary. Each method provides a fast and simultaneous multi-element analysis. Both measurement setups can be utilized for a mobile application which is fundamental for reaching the goals of I4S. Having finally a set of some reference materials, further work will focus on the online-XRF and online-LIBS methods in order to obtain useable calibration models. The calibration models will then be tested using stationary and moving samples. T2 - 12. Kolloquium Prozessanalytik CY - Berlin, Germany DA - 28.11.2016 KW - RFA KW - LIBS KW - Soil KW - Agricultural KW - Online KW - Sensor system PY - 2016 SP - P12, 63 EP - 65 AN - OPUS4-38377 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Ostermann, Markus A1 - Schmid, Thomas A1 - Büchele, Dominique A1 - Rühlmann, Madlen T1 - In Echtzeit durch's Periodensystem N2 - Per Online-RFA und -LIBS Elementgehalte in Böden bestimmen. Die ortsspezifische Steuerung der Bodenfruchtbarkeit durch angepasste Düngung und andere Maßnahmen hilft die Bodenfunktionen zu verbessern und Umweltbelastungen zu vermindern. Dabei zeigt das Beispiel die hohe Relevanz schneller, robuster Vor-Ort-Analysen für viele umweltrelevante Fragestellungen. KW - RFA KW - LIBS KW - Online-Analytik KW - Boden PY - 2016 UR - https://files.vogel.de/vogelonline/vogelonline/issues/lp/7680.pdf SN - 0344-1733 VL - 40 IS - LP 12 SP - 22 EP - 24 PB - Vogel Business Media GmbH & Co. KG CY - Würzburg AN - OPUS4-38700 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Ostermann, Markus T1 - Entwicklung von online-Analysetechniken mit RFA und LIBS für die Nährstoffgehaltsbestimmung in Böden und zur Kontrolle der Aufarbeitung von Klärschlammaschen N2 - Der Erhalt und die Verbesserung der Fruchtbarkeit von Böden durch landwirtschaftliche Bewirtschaftungsmaßnahmen, erfordert sorgfältig geplante Entscheidungen, die auf einer detaillierten Erfassung der Bodeneigenschaften und einem vertieften Verständnis der Bodenprozesse beruhen. Hier fehlen kostengünstigen Methoden zur Erfassung der bewirtschaftungsrelevanten Bodenmerkmale. Die Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA) ist eine mögliche Technologie, die eine vor-Ort Analyse der chemischen Zusammensetzung und damit eine gezielte Steuerung erlaubt. Durch eine neue Online-Regelung mit RFA könnte der Düngemittelverbrauch optimiert und die Qualität der Böden in Bezug auf ihre Elementgehalte sichergestellt werden. Eine weiter anwendbare analytische Messtechnik ist die laserinduzierte Plasmaspektroskopie (LIPS, engl. LIBS - Laser-induced Breakdown Spectroscopy). Entscheidende Vorteile der LIBS sind minimale oder keine Probenvorbereitung sowie die in-situ Echtzeitmessung. Desweiteren kann auch über größere Distanzen, bis zu mehreren Metern, gemessen werden. Das eröffnet die Möglichkeit einer vor-Ort bzw. Onlineanalyse aus sicherer Entfernung auch unter widrigen Umgebungsbedingungen, ohne dabei direkten Probenkontakt haben zu müssen. T2 - SICK PROZESSINDUSTRIE TAGE 2017 CY - Bamberg, Germany DA - 21.09.2017 KW - RFA KW - LIBS KW - Boden KW - Online-Analytik PY - 2017 AN - OPUS4-42167 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Ostermann, Markus T1 - Ortsspezifische Bodenbewirtschaftung durch die Entwicklung von online-Analysetechniken für die Nährstoffgehaltsbestimmung – intelligence for Soil (I4S) N2 - Bei der vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Förderinitiative „BonaRes“ steht die nachhaltige Nutzung der knappen Ressource Boden im Fokus. Das durch BonaRes geförderte Verbundprojekt „Intelligence for Soil“ (I4S) hat sich die Entwicklung eines integrierten Systems zur ortsspezifischen Steuerung der Bodenfruchtbarkeit zur Aufgabe gemacht, welches Empfehlungen zur Anpassung der Düngung und anderer Maßnahmen gibt, um die Bodenfunktionen zu verbessern und Umweltbelastungen zu vermindern. Das System soll aus drei Hauptkomponenten bestehen: - Mobile Sensorplattform zur hochauflösenden Kartierung der Bodeneigenschaften (BonaRes Mapper). Die Sensorplattform enthält Bodensensoren zur komplexen Erfassung bewirtschaftungsrelevanter Bodeneigenschaften in situ. - Dynamische Bodenmodelle (Nährstoff-, Wasser-, C-Haushalt) zur Verarbeitung der Sensordaten und Erzeugung entscheidungsrelevanter Informationen, - Entscheidungsunterstützungssystem (EUS), welches in die Bodenmodelle agronomische und sozioökonomische Randbedingungen integriert, Düngungsempfehlungen ausspricht und Bodenfunktionen bewertet. Der Output des EUS sind insbesondere Düngungskarten für die ortsspezifische Düngung im Rahmen von Precision Agriculture. Der Erhalt und die Verbesserung der Fruchtbarkeit von Böden durch landwirtschaftliche Bewirtschaftungsmaßnahmen erfordert sorgfältig geplante Entscheidungen, die auf einer detaillierten Erfassung der Bodeneigenschaften und einem vertieften Verständnis der Bodenprozesse beruhen. Durch konventionelle, flächeneinheitliche Bewirtschaftungen (z.B. Düngung) können zum einen Ertragsverluste durch zu geringe Bewirtschaftungsintensität auf dem einen Teil der Fläche verursacht werden, während andere Teile des Feldes zu hohe Dosen erhalten und es dadurch zu Umweltbelastungen oder zu Verschwendung von Ressourcen kommt. Trotz der Verfügbarkeit von Technologien für ortsspezifische Düngung ist die Akzeptanz ortsspezifischer Bewirtschaftung (Precision Agriculture) in der Praxis noch gering. Ein wesentlicher Grund dafür ist das Fehlen von kostengünstigen Methoden zur Erfassung der bewirtschaftungsrelevanten Bodenmerkmale. Für die elementanalytische Untersuchung von Böden vor-Ort ist eine zuverlässige Analytik und Prozessüberwachung wie z.B. durch RFA oder LIBS erforderlich. T2 - 14. AK Prozessanalytik CY - Hannover, Germany DA - 03.12.2018 KW - Prozessanalytik KW - RFA KW - LIBS KW - Bodenanalytik PY - 2018 AN - OPUS4-46934 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Rühlmann, Madlen A1 - Büchele, Dominique A1 - Ostermann, Markus A1 - Bald, Ilko A1 - Schmid, Thomas T1 - Challenges in the quantification of nutrients in soils using laser-induced breakdown spectroscopy – A case study with calcium N2 - The quantification of the elemental content in soils with laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) is challenging because of matrix effects strongly influencing the plasma formation and LIBS signal. Furthermore, soil heterogeneity at the micrometre scale can affect the accuracy of analytical results. In this paper, the impact of univariate and multivariate data evaluation approaches on the quantification of nutrients in soil is discussed. Exemplarily, results for calcium are shown, which reflect trends also observed for other elements like magnesium, silicon and iron. For the calibration models, 16 certified reference soils were used. With univariate and multivariate approaches, the calcium mass fractions in 60 soils from different testing grounds in Germany were calculated. The latter approach consisted of a principal component analysis (PCA) of adequately pre-treated data for classification and identification of outliers, followed by partial least squares regression (PLSR) for quantification. For validation, the soils were also characterised with inductively coupled plasma optical emission spectroscopy (ICP OES) and X-ray fluorescence (XRF) analysis. Deviations between the LIBS quantification results and the reference analytical results are discussed. KW - Laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) KW - Soil KW - Multivariate data analysis KW - Principal component analysis (PCA) KW - Partial least squares regression (PLSR) PY - 2018 DO - https://doi.org/10.1016/j.sab.2018.05.003 VL - 146 SP - 115 EP - 121 PB - Elsevier B.V. AN - OPUS4-45070 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Ostermann, Markus T1 - Online-Prozessanalytik von Wertstoffen aus Klärschlammaschen T2 - Hannovermesse 2015 CY - Hannover DA - 2015-04-13 PY - 2015 AN - OPUS4-33139 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CHAP A1 - Maiwald, Michael A1 - Gornushkin, Igor B. A1 - Ostermann, Markus ED - Gauglitz, G. ED - Moore, D.S. T1 - Trends in spectroscopic techniques for process control N2 - New developments in spectroscopic techniques for process control are, in general, driven by shortcomings of existing technology, for example, when sensitivity, selectivity, robustness, and so forth do not meet the demands. The perfect process analytical method would be based on a robust and easy to handle customized technique operating in real time, come without any need for calibration, that is, be an absolute method, have a professional support, and be compliant to increasing regulatory requirements. However, there are at least trends toward such an all-in-one device suitable for every purpose. Small, low-field NMR systems equipped with permanent magnet technology have been developed and allow for quantitative analysis as on-line instruments in a production environment. Quantitative high-resolution on-line NMR spectroscopy contributes to process understanding in pilot plant and research environments. Laser spectroscopy is a promising field in process analysis owing to its sensitivity and selectivity. Laser-induced breakdown spectroscopy LIBS is a promising field for direct in situ analysis and remote sensing. Applications of quantum-cascade lasers for process analytical applications are a promising technique. Techniques such as cavity ring-down spectroscopy (CRDS), tunable diode laser absorption spectroscopy (TDLAS), and photothermal techniques are briefly introduced. Recent developments of new detectors have improved X-ray fluorescence analysis (XRF) for qualitative and quantitative on-line evaluation of the elementary composition of liquid or solid samples, regardless of whether compact or bulk material. The chapter also introduces miscellaneous techniques such as ion mobility spectroscopy (IMS), microwave and dielectric spectroscopy, terahertz spectroscopy, ultrasonic acoustic spectroscopy, and other methods. KW - Process analytical technology (PAT) KW - NMR spectroscopy KW - IMS KW - CRDS KW - TDLAS KW - LIBS KW - Prozessanalytik KW - X-ray fluorescence KW - Terahertz spectroscopy PY - 2014 SN - 978-3-527-32150-6 DO - https://doi.org/10.1002/9783527654703.ch41 VL - 3 SP - Chapter 41, 1419 EP - 1438 PB - Wiley-VCH AN - OPUS4-31859 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -